CN107218057A - 一种适用于富水地层的排水洞门结构 - Google Patents

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Abstract

一种适用于富水地层的排水洞门结构，以有效引排富水地层的股状、片状、管状涌水，确保洞门端墙后地下水顺利引排出去，且便于对排水系统进行检修与维护，并保证洞门端墙结构受力安全。包括设置于洞口岩壁外的洞门端墙，所述洞口岩壁上间隔设置排水孔，各排水孔由洞口岩壁向地层内延伸。所述洞门端墙的墙背上间隔设置向后凸出且与洞口岩壁密贴的支撑部，于各支撑部外在洞门端墙墙背与洞口岩壁之间形成排水空间。所述洞门端墙外于底部两侧设置排水沟，排水空间底部设置与排水沟相连通的排水槽。所述洞口岩壁、洞门端墙固定连接形成洞口支挡体系。

Description

一种适用于富水地层的排水洞门结构
技术领域
本发明涉及隧道工程，特别涉及一种适用于富水地层的排水洞门结构。
背景技术
隧道洞门是隧道洞口用圬工衬砌并加以建筑装饰的支挡结构物。它联系衬砌和路堑，是整个隧道结构的主要组成部分，也是隧道进出口的标志。洞门结构型式包括柱式、耳墙式、台阶式、偏压式明洞门及单压式明洞门等，其主要作用在于支挡正面仰坡、洞门端墙背后的水土压力，保持仰坡稳定，并将坡面汇水引离隧道，保证洞口线路的安全。洞门对于确保洞内施工安全和隧道正常运营具有重要的作用。
洞门端墙承受洞口端墙背后水土压力，洞门端墙应检算其墙身截面强度、地基承载能力及稳定性等。为减少水压力对洞门结构的作用，隧道洞门端墙后设置排水盲沟网，将端墙后地下水引排至隧道排水侧沟。在岩溶水发育的高山地区，隧道洞口开挖常揭示大的层状或股状涌水，甚至岩溶管道水，隧道洞门结构需承受较大的水土荷载，当端墙背后水无法快速引排出来时，洞门端墙结构将面临洞门顶部淋水、洞门端墙局部失效、倾覆破坏危险，对运营安全造成极大破坏。
参照图1和图2，目前洞门端墙背后采用设置排水盲沟网来解决排水问题，排水盲沟网由竖向排水盲沟和横向排水盲沟构成，竖向排水盲沟和横向排水盲沟采用外包土工布的中空塑料排水盲沟，其横竖间距一般为3m。端墙后横向排水盲沟以不小于30％的坡度倾向竖向盲沟，排水盲沟在路基面高度处采用排水管(管)排入侧沟。端墙盲沟要求设中孔，在土体中挖槽埋设，竖向排水盲沟和横向排水盲沟采用接头连接，外铺土工布(每平米总量不小于300g)，然后浇筑端墙或挡墙结构混凝土。
传统的洞门端墙盲沟网排水仅适用于端墙背后地下水很少的情况，且存在盲沟布设施工质量差，盲沟引水孔易堵塞，排水盲沟无法检修与维护等问题。西南山区岩溶水发育地区地下水对隧道建设与运营常常造成严重的破坏，洞口洞门端墙背后的地下水问题对隧道建设造成了很大影响，一种利于隧道端墙背后地下水排泄的洞门型式成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于富水地层的排水洞门结构，以有效引排富水地层的股状、片状、管状涌水，确保洞门端墙后地下水顺利引排出去，且便于对排水系统进行检修与维护，并保证洞门端墙结构受力安全。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的一种适用于富水地层的排水洞门结构，包括设置于洞口岩壁外的洞门端墙，其特征是：所述洞口岩壁上间隔设置排水孔，各排水孔由洞口岩壁向地层内延伸；所述洞门端墙的墙背上间隔设置向后凸出且与洞口岩壁密贴的支撑部，于各支撑部外在洞门端墙墙背与洞口岩壁之间形成排水空间；所述洞门端墙外于底部两侧设置排水沟，排水空间底部设置与排水沟相连通的排水槽；所述洞口岩壁、洞门端墙固定连接形成洞口支挡体系。
本发明的有益效果是，通过钻设排水孔将富水地层层状或股状涌水引排至洞门端墙背后，洞门端墙与洞门岩壁之间形成较大的排水空间，可确保洞门端墙背后的地下水顺利引排出去，减小洞门倾覆或破坏的风险；预留排水空间大，运营期间排水通道不易堵塞，通过排水槽检修人员还可进入洞门端墙背后查看排水系统情况，可方便地对排水系统进行检修与维护。
附图说明
本说明书包括如下五幅附图：
图1是现有洞门结构中洞门端墙背后排水盲沟布置正面示意图；
图2是现有洞门结构中洞门端墙背后排水盲沟布置纵断面示意图；
图3是本发明一种适用于富水地层的排水洞门结构的正面示意图；
图4是本发明一种适用于富水地层的排水洞门结构的剖面图；
图5是本发明一种适用于富水地层的排水洞门结构的局部剖面图；
图中示出构件和对应的标记：排水管1、竖向排水盲沟2、横向排水盲沟3、土工布层4、洞门端墙10、排水槽12、排水空间13、支撑部14、消能池15、洞口岩壁20、排水孔21、喷射混凝土层22、土钉23。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图3和图4，本发明的一种适用于富水地层的排水洞门结构，包括设置于洞口岩壁20外的洞门端墙10。所述洞口岩壁20上间隔设置排水孔21，各排水孔21由洞口岩壁20向地层内延伸，排水孔21将地层地下水引排，降低地下水位，改善土体的物理力学参数。所述洞门端墙10的墙背上间隔设置向后凸出且与洞口岩壁20密贴的支撑部14，于各支撑部14外在洞门端墙10墙背与洞口岩壁20之间形成排水空间13。所述所述洞门端墙10外于底部两侧设置集水井11，排水空间13底部设置与集水井11相连通的排水槽12。所述洞口岩壁20、洞门端墙10固定连接形成洞口支挡体系。通过钻设的排水孔21将富水地层水、层状或股状涌水引排至洞门端墙10背后，洞门端墙10与洞门岩壁20之间形成较大的排水空间13，可确保洞门端墙10背后的地下水顺利引排出去，减小洞门倾覆或破坏的风险，保而且便于对排水系统进行检修与维护。
参照图4和图5，所述洞口岩壁20表面设置喷射混凝土层22作为防护结构，并横向、竖向间隔设置土钉23，各土钉23后部锚入洞口岩壁20后的地层内，前部则锚入喷射混凝土层22，或者穿过支撑部14锚入洞门端墙10本体内。
参照图4，所述排水槽12外端口与集水井11之间设置消能池15。
在高山富水地区，尤其是岩溶水发育地区，常存在洞口段富水、涌水和高压喷水的情况，一般隧道洞门结构无法有效排泄大量地下水，造成隧道施工或运营期间隧道洞门顶淋水、洞门端墙开裂破坏、中断运营等危害。通常为解决地下水问题，采用在隧道一侧修建泄水洞的方案，但泄水洞方案施工工期较长，资金投入大。本发明的一种适用于富水地层的排水洞门结构既可有效解决洞口几十米范围的地下水引排问题，又具有施工简单，避免增设泄水洞的优点，能节约大量投资，具有显著的社会经济效益。
以上所述只是用图解说明本发明一种适用于富水地层的排水洞门结构的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (3)

1.一种适用于富水地层的排水洞门结构，包括设置于洞口岩壁(20)外的洞门端墙(10)，其特征是：所述洞口岩壁(20)上间隔设置排水孔(21)，各排水孔(21)由洞口岩壁(20)向地层内延伸；所述洞门端墙(10)的墙背上间隔设置向后凸出且与洞口岩壁(20)密贴的支撑部(14)，于各支撑部(14)外在洞门端墙(10)墙背与洞口岩壁(20)之间形成排水空间(13)；所述所述洞门端墙(10)外于底部两侧设置集水井(11)，排水空间(13)底部设置与集水井(11)相连通的排水槽(12)；所述洞口岩壁(20)、洞门端墙(10)固定连接形成洞口支挡体系。
2.如权利要求1所述的一种适用于富水地层的排水洞门结构，其特征是：所述洞口岩壁(20)表面设置喷射混凝土层(22)作为防护结构，并横向、竖向间隔设置土钉(23)，各土钉(23)后部锚入洞口岩壁(20)后的地层内，前部则锚入喷射混凝土层(22)，或者穿过支撑部(14)锚入洞门端墙(10)本体内。
3.如权利要求1所述的一种适用于富水地层的排水洞门结构，其特征是：所述排水槽(12)外端口与集水井(11)之间设置消能池(15)。
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